(57)【要約】【課題】電子機器の故障時にも内燃機関の非常運転を行うことができるようにする。【解決手段】高圧の燃料を収容する蓄圧導管（２）を備え、蓄圧導管（２）から各シリンダ（１）に燃料導管（４）が分岐し、これらの燃料導管（４）に電子制御式燃料弁（５）が備えられている内燃機関装置において、燃料弁用の電子制御機器の故障の際に、各燃料弁（５）が圧力流体によって開放されることにより非常運転が達成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧の燃料を収容する蓄圧導管（２）を備え、この蓄圧導管（２）から各シリンダ（１）に燃料導管（４）が分岐し、これらの燃料導管（４）に電子制御式燃料弁（５）が備えられている内燃機関装置において、各燃料弁（５）が圧力流体によって開放可能であることを特徴とする内燃機関装置。
【請求項２】
圧力流体タンク（８）と各燃料弁（５）との間の圧力流体導管（６）内に、内燃機関のクランク軸（１３）の位置に応じて制御される圧力流体弁（２１〜２３）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関装置。
【請求項３】
圧力流体が圧縮空気であることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関装置。
【請求項４】
圧力流体タンク（８）が始動圧縮空気用タンクを兼ねていることを特徴とする請求項３記載の内燃機関装置。
【請求項５】
各圧力流体弁（２１〜２３）が内燃機関のクランク軸（１３）に連結可能なカム軸（１５）によって操作されることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関装置。
【請求項６】
各圧力流体弁が交互に閉成位置をとる２つの閉鎖体（２１，２２）を備え、一方の閉鎖体（２１）は各圧力流体導管（６）と圧力流体タンク（８）の共通導管（１９）との間に配置され、他方の閉鎖体（２２）は各圧力流体導管（６）と排気部との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の内燃機関装置。
【請求項７】
両閉鎖体（２１，２２）が、互いに強固に結合され、圧力流体導管（６）に付設された閉鎖体（２１）を閉鎖位置に保持するばねの作用を受けることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の内燃機関装置。
【請求項８】
圧力流体タンク（８）に、ポンプ（９）によって圧力流体が供給されることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の内燃機関装置。
【請求項９】
ポンプ（９）がクランク軸（１３）に連結可能な軸（１１）によって駆動されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の内燃機関装置。
【請求項１０】
ポンプ（９）がモータによって駆動されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の内燃機関装置。
【請求項１１】
カム軸（１５）および軸（１１）が各分離継手（１０，１４）によって個々にクランク軸（１３）から分離されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の内燃機関装置。
【請求項１２】
電気的に制御され、閉成ばね（３３）の作用に抗して弁制御部材（３４）を持ち上げることによって開放動作を起こすソレノイドアクチュエータ（３５）を備えた請求項１乃至１１の１つに記載の内燃機関装置用の燃料弁において、弁制御部材（３４）に圧力板（３６）が連結され、この圧力板（３６）は圧力流体を与えることのできる圧力室（３７）を開放方向に閉鎖することを特徴とする内燃機関装置用燃料弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の燃料を収容する蓄圧導管を備え、この蓄圧導管から各シリンダに燃料導管が分岐し、これらの燃料導管に電子制御式燃料弁が備えられている内燃機関装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関装置において燃料弁を制御する電子機器が故障すると、内燃機関は停止する。特に船舶の推進に用いられる内燃機関装置においては、この内燃機関装置の故障が重大な結果を招きかねない。というのは、船舶は走行している場合にのみ制御可能であるからである。しかし、陸上で用いられる内燃機関装置においても電子機器の故障は好ましくない結果を招来しうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって本発明の課題は、冒頭に述べた内燃機関装置を、電子機器の故障時に即座に内燃機関の非常運転を行うことができるように構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は本発明により、各燃料弁が圧力流体によって開放可能であることによって解決される。こうすることによって、電子機器の故障時に内燃機関の運転のために、電子機器から完全に独立したシステムを使用することができる。
【０００５】
好ましくは、圧力流体タンクと各燃料弁との間の圧力流体導管内に、内燃機関のクランク軸の位置に応じて制御される圧力流体弁が配置される。この実施態様の場合、内燃機関自身が燃料弁の制御を行う。
【０００６】
本発明の一実施態様によれば、圧力流体は圧縮空気である。圧力流体タンクが始動圧縮空気用タンクを兼ねると、非常に簡単な構成が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
他の特徴および利点に関しては従属請求項および図面を参照して行う実施例の説明を参照されたい。
図１は内燃機関装置の本発明による要部を示す概略図、
図２は圧力流体弁の断面図、
図３は燃料弁の断面図である。
【０００８】
図１には内燃機関のシリンダが全体として付号１で示され、蓄圧導管が符号２で示されている。蓄圧導管２にはポンプ３によって高圧の燃料が導入される。燃料は燃料導管４を介して、各シリンダに付設されている燃料弁５へ供給される。図示の実施例では、内燃機関は４つのシリンダ１を備えている。しかしながら本発明は特定数のシリンダに限定されない。
【０００９】
各燃料弁５は圧力流体導管６および制御ユニット７を介して圧力流体タンク８に接続されている。図示の実施例では、圧力流体として圧縮空気が用いられている。圧力流体タンク８に圧力流体を供給するポンプ９は、分離継手１０を取付けた軸１１を介して伝動装置１２に接続されている。伝動装置１２は内燃機関のクランク軸１３によって駆動される。しかし、ポンプ９はモータ、特に電気モータによって駆動されてもよい。伝動装置１２から軸１５が他の分離継手１４を介して制御ユニット７に導かれている。同様に、公知の始動空気用制御ユニット１６が、分離継手１７を取付けた軸１８を介して伝動装置１２に接続されている。制御ユニット７および制御ユニット１６はそれぞれ導管１９，２０を介して圧力流体タンク８に接続されている。
【００１０】
制御ユニット７は各圧力流体導管６に対して、それぞれ２つの閉鎖体を有する弁を備えている。両閉鎖体２１，２２は、弁軸２３を介して互いに強固に結合され、軸１５上のカム２４を介して復帰ばね２５の作用に抗して駆動される。閉鎖体２１は、図２に示されている位置では、圧力流体を導く導管１９を圧力流体導管６に対して閉鎖している。同時に、閉鎖体２２は圧力流体導管６を開放する開放位置にある。カム２４が回動することにより弁軸２３が持ち上げられる。その結果、閉鎖体２２が閉じ、閉鎖体２１が開き、それにより圧力流体が導管１９から圧力流体導管６を介して燃料弁５に向けて流れる。
【００１１】
燃料弁５は２つの閉鎖体２７，２８を有する弁軸２６を備えている。図示の閉鎖位置では、閉鎖体２７が燃料導管４を閉鎖している。同時に、閉鎖体２８はその座から持ち上げられ、それにより導管２９がシリンダに連通される。この状態では、弁軸２６の孔３０を介して圧力が弁軸２６の上方で上昇する。この圧力はハウジングに固定された部分の孔３１を介して弁ボール３２にも作用する。弁ボール３２は圧縮ばね３３の作用下にある弁制御部材３４によって閉鎖位置に保持されている。弁制御部材３４は図示されていない公知の手段によって、ハウジング３５内に設けられたソレノイドアクチュエータに結合される。ソレノイドアクチュエータは電子制御機器によって制御される。
【００１２】
弁制御部材３４は、圧力室３７を開放方向に閉鎖する圧力板３６を備えている。圧力室３７は導管６を介して圧力流体を与えることができる。
【００１３】
内燃機関が正常に運転している場合、燃料弁５は電子制御され、分離継手１０，１４，１７は開かれている。電子制御機器の故障により内燃機関が停止した場合、分離継手１４，１７が閉じられる。
【００１４】
内燃機関が電子制御機器の故障により停止した場合、公知のように図１に矢印３８によって示されているように、制御ユニット１６によって始動空気が内燃機関の個々のシリンダに順々に導かれる。同時に、内燃機関のクランク軸１３が回転し始め、伝動装置１２を介しておよび閉じた分離継手１４を介して、制御ユニット７に導かれている軸１５を駆動する。クランク軸１３が予め定められた回転数に達した時、分離継手１０が閉じられる。従って、圧力流体導管６が制御ユニット７の図２による弁を介して予め定められた順番で圧力流体タンク８の導管１９に接続され、燃料弁５の圧力室３７に高圧流体を与える。各燃料弁５の圧力板３６が弁制御部材３４を持ち上げ、それにより、圧力を受けている弁ボール３２がその座から弁軸２６の上方に持ち上げられる。従って、弁軸２６上の圧力が低下する。弁軸２６の上部の拡幅のため、燃料導管４内の圧力が弁軸２６を持ち上げ、従って閉鎖体２７をその座から持ち上げる。今や、燃料は燃料導管４からシリンダへの導管２９に流れることができる。カム２４によって軸１５がさらに回転すると、復帰ばね２５が弁を閉成させる。同時に閉鎖体２２を介して圧力流体導管６が開放され、それにより圧縮ばね３３が弁制御部材３４を介して弁ボール３２を再び閉鎖位置にもたらす。引続いて、弁軸２６上の圧力が再び回復し、それにより弁軸２６が閉鎖体２７を再び閉鎖位置に移行させ、それによりシリンダへの燃料通流が終了される。引続いて軸１５が順々に他の圧力流体導管６のために制御ユニット７の他の弁を制御する。
【００１５】
内燃機関の運転により分離継手１７が開かれると、ここで始動空気はもはや導入されなくなる。分離継手１０が閉じられ続け、それによりポンプ９が圧力流体タンク８の圧力を維持する。燃料弁５の電子制御が再び行われることにより、分離継手１０，１４，１７が再び開かれる。
【００１６】
圧縮空気は通常、始動のために利用されるので、圧縮空気を非常運転のために使用することが推奨されるにせよ、圧力流体として液体を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】内燃機関における要部の系統図
【図２】圧力流体弁の要部の縦断面図
【図３】燃料弁の要部の断面図
【符号の説明】
【００１８】
１  内燃機関
２  蓄圧導管
３  ポンプ
４  燃料導管
５  燃料弁
６  圧力流体導管
７  制御ユニット
８  圧力流体タンク
９  ポンプ
１０  分離継手
１１  軸
１２  伝動装置
１３  クランク軸
１４  分離継手
１５  カム軸
１６  制御ユニット
１７  分離継手
１８  軸
１９  導管
２０  導管
２１  閉鎖体
２２  閉鎖体
２３  弁軸
２４  カム
２５  復帰ばね
２６  弁軸
２７  閉鎖体
２８  閉鎖体
２９  導管
３０  孔
３１  孔
３２  弁ボール
３３  圧縮ばね
３４  弁制御部材
３５  ハウジング
３６  圧力板
３７  圧力室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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